第4章 第4-5节 实物粒子的波粒二象性、不确定关系（课件）-2018年物理同步优化指导（教科版选修3-5）

第四章　波粒二象性 第四节　实物粒子的波粒二象性 第五节　不确定关系 反馈·课堂达标 物理 选修3-5(配教科版) 预习·自主学习 探究·课堂互动 1．知道实物粒子和光子一样具有波粒二象性． 2．知道德布罗意波和粒子动量的关系． 3．知道不确定关系． 4．了解牛顿力学的局限性． 反馈·课堂达标 物理 选修3-5(配教科版) 预习·自主学习 探究·课堂互动 反馈·课堂达标 物理 选修3-5(配教科版) 预习·自主学习 探究·课堂互动 一、德布罗意波 实物粒子像光子一样，也具有波粒二象性，与________相对应的波叫德布罗意波． 二、德布罗意公式：ε＝________，p＝________. 三、不确定关系 1．定义 在经典物理学中，一个质点的位置和动量是可以同时测定的；在微观物理学中，要同时测出微观粒子的位置和动量是不太可能的，这种关系叫____________关系． 粒子 hν 不确定性 eq \f(h,λ) 反馈·课堂达标 物理 选修3-5(配教科版) 预习·自主学习 探究·课堂互动 ΔxΔp 2．表达式 ________≥eq \f(h,4π).其中用Δx表示粒子位置的不确定量，用Δp表示在x方向上动量的不确定量，h是普朗克常量． 反馈·课堂达标 物理 选修3-5(配教科版) 预习·自主学习 探究·课堂互动 反馈·课堂达标 物理 选修3-5(配教科版) 预习·自主学习 探究·课堂互动 1．德布罗意波长与动量的关系是怎样的？ 探究一　德布罗意波长 提示：p＝eq \f(h,λ). 反馈·课堂达标 物理 选修3-5(配教科版) 预习·自主学习 探究·课堂互动 2．古巴名将罗伯斯在男子110 m栏比赛中，以12秒87的成绩打破了记录，设罗伯斯质量约为74 kg，试计算他在110 m栏跑中的德布罗意波波长． 提示：罗伯斯110米栏跑时的速度： v＝eq \f(x,t)＝eq \f(110,12.87) m/s≈8.55 m/s. 罗伯斯的动量为：p＝mv＝74×8.55 kg·m/s＝632.7 kg·m/s 对应的德布罗意波波长为： λ＝eq \f(h,p)＝eq \f(6.63×10－34,632.7)m＝1.048×10－36m. 反馈·课堂达标 物理 选修3-5(配教科版) 预习·自主学习 探究·课堂互动 任何一个运动着的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳，都有一种波与之对应，波长是λ＝eq \f(h,p)，式中p是运动物体的动量，h是普朗克常量，人们把这种波叫作德布罗意波．现有一个德布罗意波长为λ1的物体1和一个德布罗意波长为λ2的物体2，二者相向碰撞后粘在一起，已知|p1|＜|p2|，则粘在一起的物体的德布罗意波长为多少？ 反馈·课堂达标 物理 选修3-5(配教科版) 预习·自主学习 探究·课堂互动 解析：由动量守恒定律p2－p1＝(m1＋m2)v及p＝eq \f(h,λ)， 得eq \f(h,λ2)－eq \f(h,λ1)＝eq \f(h,λ)，所以λ＝eq \f(λ1λ2,λ1－λ2). 答案：eq \f(λ1λ2,λ1－λ2) 【题后总结】　有关德布罗意波计算的一般方法 (1)首先计算物体的速度，再计算其动量．如果知道物体动能也可以直接用p＝eq \r(2mEk)计算其动量． (2)再根据λ＝eq \f(h,p)计算德布罗意波波长． 反馈·课堂达标 物理 选修3-5(配教科版) 预习·自主学习 探究·课堂互动 [针对训练] 1．(多选)频率为ν的光子，德布罗意波长为λ＝eq \f(h,p)，能量为E，则光的速度为(　　) A．eq \f(Eλ,h)　　 B．pE C．eq \f(E,p)　　 D．eq \f(h2,Ep) 解析：由E＝mc2＝mc·c＝p·c，则c＝eq \f(E,p)，又p＝eq \f(h,λ)得c＝eq \f(Eλ,h). 答案：AC 反馈·课堂达标 物理 选修3-5(配教科版) 预习·自主学习 探究·课堂互动 探究二　不确定性关系 (多选)关于不确定性关系ΔxΔp≥eq \f(h,4π)，下列说法正确的是(　　) A．微观粒子的动量不可能确定 B．微观粒子的坐标不可能确定 C．微观粒子的动量和坐标不可能同时确定 D．不确定性关系不仅适用于电子和光子等微观粒子，也适用于其他宏观粒子 反馈·课堂达标 物理 选修3-5(配教科版) 预习·自主学习 探究·课堂互动 解析：不确定性关系ΔxΔp≥eq \f(h,4π)表示确定位置、动量的精度互相制约，此长彼消，当粒子位置的不确定性变小时，粒子